Biosphäre und Mensch: Ressourcen, Nutzung und Nachhaltigkeit

Die Entwicklung der menschlichen Spezies und die Biosphäre

Die Entwicklung der menschlichen Spezies und ihre Ernährung sind eng mit der Verfügbarkeit von Ressourcen verbunden.

Historische Bevölkerungsentwicklung

• Paläolithikum:
  • Jagd und Sammeln sicherten die Nahrung.
  • Bevölkerung: ca. 8 Millionen Menschen.
• Neolithikum:
  • Entstehung von Landwirtschaft und Viehzucht.
  • Erste große Expansion der Menschheit.
  • Der Mensch beginnt, die Biosphäre stark zu beeinflussen.
• Anfang 19. Jahrhundert: 1 Milliarde Einwohner.
• Anfang 20. Jahrhundert: 1,6 Milliarden Einwohner.
• Weltbevölkerung 2011: 7 Milliarden Menschen.

Folgen des Bevölkerungswachstums

• Erhöhte Bevölkerung führt zu einer Intensivierung der Nachfrage nach Ressourcen.
• Folge: Symptome des Ungleichgewichts in der Biosphäre.

Agrar-Ressourcen und die Grüne Revolution

Die Grüne Revolution (Anfang der 1960er Jahre)

• Trug zur weltweiten Steigerung der Nahrungsmittelproduktion bei.
• Basierte auf der Verbesserung von Düngemitteln und drei Hauptgetreidesorten:
  • Weizen
  • Reis
  • Mais

Vergleich: Traditionelle vs. Intensive Landwirtschaft

Umweltbelastungen durch die Landwirtschaft

• Abholzung (Rodung)
• Erhöhte Treibhausgasemissionen
• Verlust der Biodiversität
• Wüstenbildung, Erosion und Versalzung der Böden
• Übernutzung von Aquiferen (Grundwasserleitern)
• Eutrophierung von Gewässern
• Toxische Wirkungen von Pestiziden:
  • Herbizide
  • Insektizide
  • Fungizide
• Abfallerzeugung
• Auswirkungen auf die Landschaftsgestaltung

Nachhaltige Landwirtschaft

Ziel ist die Verringerung der Umweltschäden, die durch Düngemittel und Pestizide entstehen.

Strategien zur Schadensminderung

• Substitution: Ersatz von anorganischen Düngemitteln durch organische Dünger und Biopestizide.
• Integrierte Schädlingsbekämpfung: Schädlinge werden auf einem erträglichen Niveau gehalten (keine vollständige Ausrottung).
• Biologische Bekämpfung: Einführung natürlicher Feinde.
• Genetische Optimierung.

Geringere Nachfrage nach Wasser

• Tröpfchenbewässerung.
• Schaffung von Wassermärkten zur Etablierung von Zuteilungskriterien.

Optimierung der Nutzung von Kulturpflanzen

• Mehrere Kulturen: Fruchtfolge und Zwischenfrüchte.
• Pflanzenbiotechnologie: Auswahl von Sorten mit effektiverer Photosynthese und geringerer Anfälligkeit für Insekten, Krankheiten und Umweltverschmutzung.
• Reduzierung des Fleischkonsums: Bessere Nutzung der Kulturpflanzen durch direkten Verzehr.

Viehzucht-Ressourcen

Die Viehzucht liefert etwa 80 % der Proteine, die wir konsumieren, und ist ernährungsphysiologisch wichtig.

Arten der Viehhaltung

• Extensive Viehhaltung
• Intensive Viehhaltung

Umweltprobleme durch Viehzucht

• Organische Abfälle (Gülle):
  • Große Mengen organischer Abfälle.
  • Bei Überschreitung der Speicherkapazität wird Gülle zur Verunreinigungsquelle.
• Überwindung der Tragfähigkeit des Bodens:
  • Bodenverdichtung.
  • Verlust des biologischen Potenzials.
• Entwaldung: Rodung zur Schaffung von Weideflächen.
• Steigende Nachfrage nach Futtermitteln: Ein wichtiger Teil der Getreideernte wird für diesen Zweck verwendet.

Fischerei-Ressourcen

Zwei Arten der Fischerei

• Küstenfischerei (Traditionell):
  • Kleine Boote, die nicht weit von der Küste entfernt fischen.
  • Betroffen von Verschmutzung.
  • Geringere Produktivität.
• Hochseefischerei (Intensiv):
  • Große Boote, ausgestattet mit Kühlhäusern, Gefrieranlagen und Konservenfabriken.
  • Einsatz hochentwickelter Techniken zur Ortung von Fischschwärmen (Radar, Satelliten, Flugzeuge).

Umweltprobleme im Zusammenhang mit der Fischerei

• Raubbau (Überfischung)
• Fang von Jungfischen (Brut)
• "Schmutzige" Fischerei (Beifang von Arten ohne wirtschaftlichen Wert)
• Wasserverschmutzung

Aquakultur

Die Kultivierung von Algen, Wasserpflanzen und Wassertieren ist die am schnellsten wachsende Industrie zur Proteinproduktion weltweit, da die natürlichen Fischereiressourcen erschöpft sind.

• Wird seit Jahrtausenden praktiziert (Ägypten, China).
• Findet in speziellen Einrichtungen (Farmen) statt.
• Die Kultivierung einer neuen Spezies dauert 10 bis 15 Jahre.

Schritte der Aquakultur

1. Entnahme der Zuchttiere aus ihrer natürlichen Umgebung.
2. Sicherstellung der Anpassung an die Gefangenschaft.
3. Zucht:
   • Ausbrüten der Eier.
   • Larvenstadium.
   • Mast.
   • Vermarktung.

Wald-Ressourcen und Entwaldung

Wälder sind eines der wertvollsten Ökosysteme der Welt und gelten als die "grünen Lungen" des Planeten.

• Seit Beginn der Landwirtschaft hat sich das ursprüngliche Waldvolumen um ein Drittel reduziert.
• Wälder verschwinden mit einer Rate von über 16 km²/h.

Hauptursachen der Entwaldung

• Druck zur Erweiterung der Flächen für Ackerbau und Beweidung.
• Sammlung von Holz und Holzprodukten.
• Waldbrände.
• Schädlinge, Krankheiten und Dürren.
• Saurer Regen.
• Stadtentwicklung und öffentliche Bauprojekte.

Bedeutung der Wälder

Ökologische Bedeutung

• Beherbergen über 60 % der Biodiversität des Planeten.
• Klimaregulierung auf lokaler und globaler Ebene.
• Aufrechterhaltung des Wasserkreislaufs.
• Bildung und Schutz der Böden.
• Sind eine der wichtigsten CO₂-Senken der Welt.

Wirtschaftliche Bedeutung

• Liefern Rohstoffe:
  • Holz und Zellstoff für Papier.
  • Pharmazeutika, Harze, Kork, Öl.
  • Nahrungsmittel und Textilien.

Nachhaltige Waldbewirtschaftung

• Steigerung der Effizienz der Holz verarbeitenden Industrie.
• Senkung des Papierverbrauchs und Erhöhung des Recyclings.
• Reduzierung des Verbrauchs von Brennholz.
• Finden alternativer Nutzungen für Wälder.
• Erhöhung der Aufforstung von Hochleistungswäldern, insbesondere in Randgebieten.

Einschränkungen der Nahrungsmittelproduktion

Aktuelle Herausforderungen

• Landwirtschaftliche Erträge stoßen in Industrieländern an ihre Grenzen.
• Ineffizienter Einsatz von Düngemitteln aufgrund schlechter Böden.
• Die kultivierbare Fläche reduziert sich durch:
  • Erosion
  • Versauerung
  • Wüstenbildung
  • Versalzung
• In nicht-industrialisierten Ländern wächst die Bevölkerung schneller als die Nahrungsressourcen.
• Hoher Bedarf an Futter und Wasser für Tiere macht die Produktion unrentabel.
• Intensive Tierhaltung verursacht ernsthafte Umweltverschmutzung.
• Übernutzung der Fischerei und Meeresverschmutzung gefährden die Erneuerungskapazität der Fischereiressourcen.

Optionen für eine nachhaltige Nahrungsmittelproduktion

Nachhaltige Landwirtschaft

• Entwicklung einer nachhaltigen Landwirtschaft.
• Begrenzung des Einsatzes synthetischer Düngemittel und Pestizide.
• Reduzierung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe.
• Verbesserung der Bewässerungssysteme.
• Entwicklung neuer, produktiverer und widerstandsfähigerer Pflanzensorten.

Nachhaltige Viehzucht

• Verbesserung verschiedener Ursprungsbezeichnungen.
• Erhaltung lokaler Rassen.
• Ausgleich zwischen extensiver und intensiver Landwirtschaft.
• Wiederherstellung degradierter Weiden.
• Steigerung der Qualität der tierischen Erzeugung durch Gentechnik.
• Reduzierung der Besatzdichte auf landwirtschaftlichen Flächen.

Nachhaltige Fischerei

• Eindämmung der Überfischung der Fischbestände.
• Schutz der gefangenen Arten.
• Ausbau der Aquakultur.
• Schutz mariner Standorte.
• Vermeidung von "schmutzigem" Fischen (Beifang).
• Einführung von Schonzeiten.
• Regulierung der Vermarktung von Jungfischen (Brut).